熱處理是修復(fù)有機污染土的有效方式之一，如何更快、更高效的修復(fù)有機污染土成為全球研究的熱點。如同時關(guān)注修復(fù)成本和效率，往往會帶來更大的能耗，不符合綠色低碳修復(fù)理念。而如何確定熱修復(fù)過程中土壤微觀性質(zhì)的轉(zhuǎn)變機制、修復(fù)達標后剩余工程價值以及評價修復(fù)的低碳路徑成為亟待解決的難題。

　　中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所海洋與環(huán)境巖土工程研究中心科研人員利用結(jié)構(gòu)表征、形貌表征和化學(xué)形態(tài)表征相結(jié)合的方法，對典型熱修復(fù)后土壤的微觀性質(zhì)的變化進行了定性、定量分析，采用X射線光電子能譜和掃描電子顯微鏡等微觀觀測手段（如圖1），發(fā)現(xiàn)了熱效應(yīng)對土壤結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化機制的影響規(guī)律，確定了土壤演化生成新礦物、分解礦物和有機質(zhì)（鐵錳離子釋放）及熱解炭幾個關(guān)鍵影響行為（如圖2）。有機質(zhì)的分解和熱解炭的賦存使土壤pH值發(fā)生波動，并降低表面電位；并進一步發(fā)現(xiàn)了熱修復(fù)后土顆粒的再膠結(jié)和新礦物（如伊利石、堇青石）的形成使其具有更高的抗壓抗剪強度，滲透系數(shù)因水化層的壓縮及新礦物的生成而增大。

　　團隊以四種典型異位熱脫附技術(shù)為背景（150°C/350°C/550°C熱修復(fù)及150°C熱氧化耦合修復(fù)），建立考慮修復(fù)成本和修復(fù)后土壤再利用的綜合指標，包括力學(xué)參數(shù)（如液塑限、粒徑分布、滲透系數(shù)等）和生態(tài)指標參數(shù)（如土壤碳量、生物量等）。開發(fā)了一種基于AHP-EWM-TOPSIS模型的可持續(xù)性評估工具，構(gòu)建了實際修復(fù)成本-土壤工程利用價值-土壤生態(tài)利用價值的綜合評價體系（如圖3），實現(xiàn)了從其備選修復(fù)技術(shù)包中優(yōu)化遴選的技術(shù)突破，為污染土的綠色低碳處置及修復(fù)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　相關(guān)研究成果以“Thermal desorption optimization for the remediation of hydrocarbon-contaminated soils by a self-built sustainability evaluation tool”等為題，發(fā)表在中科院1區(qū)Journal of Hazardous Materials（前1%）期刊上。研究工作獲得國家重大科研儀器研制項目（51827814）的資助。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422009463

圖1 熱修復(fù)后土壤礦物結(jié)構(gòu)演化規(guī)律　　 

圖2 熱修復(fù)后土壤結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化機制　　 

圖3 熱修復(fù)后土壤綜合價值的低碳評價